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工业如何从生物学中汲取灵感?

无论是章鱼还是猫头鹰:德国的许多企业都在利用自然界的典范来攻克技术难题。我们在此展示三个案例。 

Axel Novak, 22.07.2025
荷叶效应
荷叶是防水表面的仿生原型。 © ON-Photography

无论是羽绒服、魔术贴还是飞机——许多发明都源于对生物的模仿。本文将介绍三家致力于仿生科技的德国企业。 

章鱼的柔韧之力 

机器人早已广泛应用于工业制造领域,但如何让强力机械手处理易碎物品始终是未解难题。直到来自内卡河畔埃斯林根的家族企业 Festo 从自然界获取灵感,为其自动化解决方案找到了答案。这款“TentacleGripper”的设计灵感源自章鱼触手的运动原理,由多个柔性可动气动模块构成。其他软体机器人系统则模仿鱼鳍的柔韧特性,实现了对精密物体的安全抓取和移动。

Festo 公司依据仿生学原理研发机器人抓臂。
Festo 公司依据仿生学原理研发机器人抓臂。 © Festo AG & Co. KG

无声猫头鹰的秘密 

当需要驱动气流时,传统风扇往往伴随着恼人噪音。来自金策尔绍的 Ziehl-Abegg 公司受猫头鹰羽毛启发,研发出超静音扇叶。因为猫头鹰以几乎无声的飞行而闻名。其扇叶边缘采用锯齿状设计,特殊轮廓模拟仓鸮的翼羽结构,有效减少空气湍流与噪音。该企业除风扇外还生产驱动系统与控制设备,其研发常受益于仿生学启示。  

仓鸮以其几乎无声的飞行而闻名。
仓鸮以其几乎无声的飞行而闻名。 © Rudolf Ernst/iStock

荷叶效应如何运作? 

设备或车辆的表面需要抵御天气和其他环境因素的影响。荷花是一个典范:这种亚洲植物的叶子总是干净的。这得益于其粗糙、布满微小凸起的叶面结构。这种微结构可防止液体和灰尘颗粒附着。水珠会滚落并带走灰尘与杂质。化工巨头巴斯夫通过特殊涂料和涂层技术成功复刻了这一微结构。经过处理的表面具有疏水(即防水)特性,主要应用于建筑和汽车工业领域。这种涂层还能隔绝环境侵蚀,从而延长材料的使用寿命。